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Bionik: Käferfüße haften per Kontaktzonen-Verflüssigung

Ampferblattkäfe auf GlasLaden...
An der Decke und auf glattem Grund laufende Tiere haften nur wegen ihrer fein strukturierten, stark vergrößerten Fußoberflächen ausreichend gut. Wie Forscher des Max-Planck-Institutes für Metallforschung und der Ruhr-Universität Bochum nun beobachteten, erhöhen Käfer die Kontaktfläche dabei zusätzlich, indem sie die flachen Enden der vielen tausend winzigen Härchen des Insektenfußes im Augenblick des Bodenkontaktes in eine zähe Flüssigkeit verwandeln. Diesen viskoelastischen Trick konnten Stanislav Gorb, Thomas Eimüller und ihre Kollegen mit dem Röntgenmikroskop verfolgen.

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Setae unter dem Röntgenmikroskop | Beim Kontakt mit einer Oberfläche spreizen sich die flexiblen Setae fächerförmig auseinander und erhöhen so die Haftung.
Bis dato war es nie gelungen, die feinen Hafthaare beim Kontakt mit dem Untergrund im Detail elektronenmikroskopisch zu studieren, weil dazu die Proben trocknen und im Vakuum vorliegen müssen. Gorb und seine Kollegen entwickelten deswegen eine neue Abbildungstechnik für naturbelassene Insektenfüße. Diese Methode ermöglicht es, Materialdicken nanometergenau zu vermessen, so die Wissenschaftler. "Wir sehen, dass sich die ursprünglich eher zylinderförmigen Haare beim Kontakt mit der Oberfläche fächerförmig verbreitern", beschreibt der Forscher seine Ergebnisse.

Die Querschnittbilder der Härchen oder "Setae" zeigen, dass die Haarspitzen aus mehreren Schichten bestehen, die über Nanofasern elastisch miteinander verbunden sind. Durch die Verformung vergrößert sich die Kontaktzone, zusätzlich schmiegen sich die Härchen enger an raue Oberflächen an. Die Haftkraft nimmt dadurch zu. Um die fester gebundenen Haare wieder abzulösen, müssen Insekten daher wohl einen Trick anwenden: Sie ziehen die Hafthärchen wie ein Stück Klebeband von der Seite her ab. (lfi/jo)
06.06.2008

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 06.06.2008

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